摘要:从定义上讲,物联网通常是指将一切物品通过射频识别等高科技信息传感设备和互联网有效衔接,全面实现智能化管理以及识别的一种高科技技术。毫无疑问,物联网概念的横空出世,彻底将之前的传统思维统统打破。本文对物联网技术及其在电力系统通信中的应用进行分析,以供参考。
关键词:物联网技术;电力通信;应用分析
引言
随着国家生产水平和制造水平的提高,居民的消费水平和生活需求也不断提高,因此,居民对日常生活中的各项生活服务质量水平的要求也不断提高。物联网的发展和应用能够将目前应用前景不断增加的互联网技术与信息、资源等综合结合,使信息技术获得更高水平的发挥和应用。
1物联网的概念
物联网从字面意思上分析就是将资源与互联网相结合,我们每一个人身边的资源信息都是有限的,但是通过互联网平台可以将有限的资源得到更有价值的应用。例如,现在几乎影响到我们每一个人生活的电商平台,就是将互联网技术与资源联系起来,从而将来自全国各地甚至世界各地的资源通过互联网配送到我们每一个人的身边。物联网的存在和应用,拉近了我们与世界各地经济发展的距离,让我们每一个人都参与到经济发展的过程中。除了我们耳熟能详的电商平台,还有很多在制造业和生产业中广泛应用的物联网技术。
2物联网核心技术
2.1传感器和检测技术
该技术能够使物联网拥有感知能力,属于一项核心技术,而感知能力主要是用于感知环境、自身状态等。物联网在进行分析、处理以及传输等过程中,传感器和检测技术可以使网络系统获得最原始化的信息数据。而传统传感器在当前正在向着小型化、网络化、信息化、智能化逐渐的发展,嵌入式web网络传感器逐渐的取代了传统传感器和智能传感器。
2.2通信射频识别技术
通信射频识别技术在人们的生活中带来了更多的方便,比如在车辆进入小区时,通过通信射频识别技术可以自动检测到车辆的车牌号,减少了人工检测浪费了双方的时间。
2.3嵌入式技术
嵌入式技术的发展历史较久,在人们生活中的应用性也比较强,同时嵌入式技术也是其他物联网技术发展的基础。有的收音机就使用到了嵌入式技术,将信息进行整合分类再输出的技术应用。
3物联网的技术特点
电力系统中的物联网技术,在通过数据信息的精准处理之上,运用互联网通信信号射频等高精度识别系统,对已经存在的信息,进行高效、系统、精确的处理,从而达到并建成一套更加系统化的电力系统网络,从而实现信息技术共享。物联网新时期的代名词,能为行业发展,提供平台,不仅能拓宽行业发展领域,还能通过网络进行资源的重新整合,催生新的产业。另外,例如我们生活中的网络宽带技术、电子公共通信技术以及电子传感器技术都是建立在物联网基础之上,所以做到物联网和电力系统的协调应用,能更好的能快速的传递所需信息,进行数据的汇总和收集整理,从而建造更有宽度和深度的电力信息共享系统,促进网络信息化平台的发展。其次在感知层面之外,物联网在电力系统的中的主要作用,是实际应用环节。主要应用于数据整合、设备运行等领域,提高各个环节的智能化水平,模块优化,为电力系统的整体发展保驾护航。
4主要功能分析
4.1通信设备的状态监控
之所以对于设备的运行状态进行监控,其主要的目的是为了查看设备是否存在运行故障和设备的运行状态是否正常。而监视数据则是源于传感设备,利用监控通信设备的状态数据,可以掌握通信设施的运行情况。另外,基于传感装置所检测得到的数据对于设备的运行状态进行评估,并判断设备是否存在故障,以便及时排除故障,或及时进行更换和调整。
4.2通信设备的智能标识
通信设备中的动态信息主要指的是通过射频识别技术扫描,然后再电子标签中将得到的信息储存在其中。而通信设备中的静态信息则包括设备的相关信息,如尺寸、重量、型号以及大小等。在设备出厂后,在电子标签中都会储存这些信息。因此,可以说电子标签的存在是通信设备的标识,能够将设备的静态信息和动态信息全部储存在电子标签中,为信息交换工作提供便利。
5目前电力系统主要通信模式及缺点
电力系统的运行关乎国计民生,因此电力泛在物联网的建设必须考虑极高的安全性和可靠性。目前电力行业所依赖的信息传输主要为通信专网和部分公共通信网络。随着电力体制的改革,新能源大规模、高密度接入电网,各种不确定性及扰动增加,电网的的安全稳定运行挑战增加,电力数据的传输及处理的安全性显的尤为重要。比如电网的自动化调度、电网的日常稳定运行、电力系统中的各种管理系统信息传输,是电网稳定运行的基础。例如2015年乌克兰电力系统曾因黑客的入侵,造成了大面积的停电事故。因此研究实现物联网异构系统的安全接入,避免信息泄露、篡改伪造、旁路攻击,确保信息安全稳定传输十分迫切。
6现阶段物联网技术在电力系统通信的应用
6.1物联网技术可应用于应急通信领域
电力系统通信领域中,应急通信发生的地点和时间往往不确定,这也在客观上直接导致相关工作人员无法准确锁定指挥中心以及事故具体地点,这就需要专业抢修人员在抵达现场后,全面排查现场事故状况,并且通过电话、视频等传输方式尽快向应急指挥中心以及调度中心汇报现场情况。而物联网技术能够有效解决这一难题。这一先进的技术可以使应急指挥中心以及调度中心通过对电网工作状态有关信息、设备运行状态的全方位智能监测,第一时间为调度中心日常各项管理以及应急指挥提供最准确、最及时的数据信息。一旦发生各类应急情况和突发事件,相关工作人员就可以通过物联网技术准确将事故现场进行定位,详细彻底的了解现场设备及相关部件损坏程度以及损坏情况,便于在最短时间内调拨合适的设备进行更换工作。
6.2做好通信电源系统的日常监控
科学推进通信电源系统的日常监控工作对通信电源的稳定运转具有积极的影响。做好该项工作可以从以下角度出发:一是应重点关注通信电源的运行环境。运行环境影响着通信电源的运转水平,因此,相关人员需要关注通信电源周围的运行环境,比如,机房内温度、湿度、整洁度等,若是运行环境并不能够满足通信电源运转要求,就需要采取措施,解决问题。二是做好通信电源日常监控。24小时连续不断地开展通信电源日常监控工作,并根据故障类型发出不同的警告,比如,针对通信电源交流失电、通信电源整流模块故障等,发出重要告警信号。三是做好通信电源告警信号信息的发送。在科学技术快速发展的背景下,环境监控系统的智能化水平逐渐提高,其可以按预先设定的优先级将告警信息推送至电网调度台,并把消息传递给相关工作人员,进而及时解决通信电源相关故障问题。
6.3物联网技术可应用于智能电网领域
智能电网堪称是一个技术水平先进且可靠、安全、高效的现代化电网。在这项工作中,各电压等级的电网能够达到协调性发展,科技含量十足的通信、信息、控制以及传感测量等技术能够与电网进行有机的融合,电网系统能够全面安全运行,满足“低碳社会”发展的全面需求。现阶段,优质的物联网技术可以为智能电网提供优质的通信技术、测量技术、控制技术支持,还能够实现远程抄表、电网负荷节能控制、电网设备状态在线全面监测、电网事故定位跟踪等。电网底层的数据一般囊括配电房的开关以及电缆沟的各项信息,这类信息在当前阶段还不能用有效的通信方式进行采集和整理,倘若通过物联网技术进行合理化的联合,就能够在第一时间将各类底层信息进行全面采集,促使电网管理各项应急工作从事后处理转为事前预防,全面提升电网管理以及应急的总体效率。此外,物联网技术在现阶段还能够广泛应用于智能交通领域以及工业监控领域,并且在市政管理、环境治理等涉及社会服务的众多领域起到应有的作用。
75G环境下电力系统物联网技术应用的建议
7.1配电环节的应用
配电主要是连接用户需求的电网流程,作为与用户连接的用电网络,物联网在配电网方面得到更好的应用,然而配电网在电能质量方面求相对较高。并且随着分布式电源的应用,配电网已经逐渐朝着主动配电、主动控制、主动管理的方向发展。与此同时,其物联网技术的应用可以在电力传输过程中进行用户用电功率需求的分析,5G高速通讯更为清晰了解用户用电需求提供技术支持,另外电力工作人员可以基于对用户用电实际需求的掌握实现对电力传输的及时调整,进而达到电能资源合理配置、减少浪费的目的。保障电能的实际使用过程与存储不产生冲突。
7.2变电环节中的应用
变电主要是对电流、电压通过机械设备,进行调控,以满足工业、生活的需要,在电流的传输过程中以及电压的调节和稳定过程中,需要浪费很多人力和物力,尤其是对于工厂的生产来说,需要高压电路进行设备的运行,那么如何保证生产发展和人民生活所需要的不同电流和电压,就需要在变电环节做到信息的准确整理和及时调控。所以,由于网络技术自身低能耗的优点,5G环境下,网络高准确率的优点,可以在电力系统中,利用遥感监测技术,对相关变电站进行实时数据监控、收集、上传、分析,为电力维修工作人员进行检修提供技术支持,同时更能为安全用电提供技术保障。另外物联网技术不仅对地上变电工作提供便捷和保障,更能同信息传递,更精确的掌握地下电缆信息,达到低下与地上电力系统的完美结合。
8人工智能技术在电力系统中的应用
8.1在传统电网运行模式中
人工操作占有相当大的比例,一旦某个重要设备或者电网的某个关键点发生
事故,如不能准确、及时、快速地修复故障,将会造成严重的电网事故,甚至耗费大量的财力、物力以及人力,并且在整个人为检测和故障修复过程中,受工作人员自身专业知识的影响,对于电网设备内部某个精密部件,维修人员如果不熟悉设备的内部情况,就无法确定故障发生的原因,导致整个检测效率较低。
8.2电力调度
电力调度自动化系统是一种集数据信息采集、监控、通信和决策处理等多种功能于一体的系统,由于系统本身功能众多并且过于复杂,这就要求系统的管理人员必须具备充足的专业知识,不仅要熟悉系统各个功能的操作情况,而且要对系统出现的各种状态做出正确的抉择。目前,我国社会经济发展十分迅速,对电力能源的需求正在不断上升,供配电网的规模也在逐渐扩大,这对工作人员的专业要求也越来越高。而电力调度自动化技术作为影响电网系统运行经济性和安全性的重要因素,如何对其进行创新、减少人力资源上的浪费以及管理人员在操作过程中可能出现的错误指令,已经成为当今电力调度系统中的发展方向。人工智能技术和数据库技术兴起之后,KDD也逐渐被人们所应用在各个行业,KDD可以从海量的数据库中进行筛选,识别出有效的、具有潜在价值的信息,数据挖掘是KDD中最为核心的一个步骤,通过在执行过程中找到有用的数据,并对其进行决策处理,从而得到一定的方案策略。对于电力调度自动化系统中的数据实时采集、预处理、远程控制以及历史趋势分析等功能,KDD也具有广泛的应用前景,通过融合最新的人工智能技术成果,在调度过程中实时记录运行数据的变化,并根据数据参数的变化情况给出最优化的调整方案,使电力调度系统始终处于动态调整之中,在监视的同时具有决策力,不仅可以优化电网运行的经济性,提高能源的利用率,而且可以通过运行参数进行安全评估和进行最优化潮流计算,有利于快速解决非线性的电力系统运行分析。
9前景展望
目前我国量子通信产业链构架已基本完成,但是基础理论研究较美、欧仍有差距。传输系统造价昂贵,在国内市场普及一般,需要政府给与产品市场支持。针对电力系统的量子通信系统,可以以国家建设的京沪干线为基础,将电力系统与其连接,实现系统互通。将量子通信技术应用于电力系统,利用其不可破解的优势和强大的稳定性,可以为泛在电力物联网的信息传输提高高质量的保证。边缘计算应用与电力系统感知层,可参考江行智能研发的软硬件综合边缘计算管理平台EdgeBox,采用高性能的边缘计算方案。通过该解决方案可对电网通道异常进行检测,对变电站电池进行预测性维护。对电力网络优化、电力数据传输、电力应用轻量化及智能化方面进行强有力的配合。
结束语
综上所述,在新的发展阶段,电网中的通信网发挥着越来越重要的作用,电力通信行业发展水平逐渐提高。其中,通信电源的稳定性是促进电力通信行业可持续发展的重要因素,其在实际运转中会出现一些故障,进而影响通信效果。因此,相关人员有必要积极地探究解决问题的策略,以此高效地解决故障问题。
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